Lý thuyết lưu huỳnh đioxit - lưu huỳnh trioxit

A. LƯU HUỲNH ĐIOXIT

I. TÍNH CHẤT VẬT LÝ

- Lưu huỳnh đioxit (SO₂) (khí sunfurơ) là chất khí không màu mùi hắc, nặng hơn không khí  (D = 64/29).

- Tan nhiều trong nước.

- Lưu huỳnh đioxit là khí độc, hít thở phải không khí có khí này sẽ gây viêm đường hô hấp.

II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1. Lưu huỳnh đioxit là oxit axit 

- SO₂ tan trong nước tạo thanh dung dịch axit sunfurơ H₂SO₃ 

SO₂ + H₂O $\overset{{}}{\leftrightarrows}$ H₂SO₃

- Axit sunfurơ là axit yếu, không bền, nhưng mạnh hơn axit H₂S và H₂CO₃.

- Khí SO₂ tác dụng với dd NaOH, sản phẩm tạo ra hai loại muối: muối axit và muối trung hòa.

SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O

SO₂ + NaOH → NaHSO₃

Đặt \(T=\frac{{{n}_{NaOH}}}{{{n}_{S{{O}_{2}}}}}\)

T ≤ 1 : tạo muối NaHSO₃ phản ứng (1), tính theo NaOH

1  < T  < 2 : tạo 2 muối NaHSO₃ và Na₂SO₃ : phản ứng (1) và (2)

T ≥ 2 : tạo muối Na₂SO₃ phản ứng (2), tính theo SO₂

2. Lưu huỳnh đioxit là chất khử và chất oxi hóa 

Trong hợp chất SO₂, nguyên tố lưu huỳnh có số oxi hóa  +4, là số oxi hóa trung gian giữa các số oxi hóa  −2  và  +6. Do vậy, khi tham gia phản ứng oxi hóa - khử,  SO₂ có thể bị khử hoặc bị oxi hóa.

a) Lưu huỳnh đioxit là chất khử 

- Lưu huỳnh đioxit là chất khử khi tác dụng với những chất oxi hóa mạnh, như halogen, kali pemanganat,...

SO₂ + Br₂ + 2H₂O → 2HBr + H₂SO₄

2H₂O + 2KMnO₄ + 5SO₂ → 2H₂SO₄ + 2MnSO₄ + K₂SO₄

b) Lưu huỳnh đioxit là chất oxi hóa 

Lưu huỳnh đioxit là chất oxi hóa khi tác dụng với chất khử mạnh hơn.

- Khi dẫn khí SO₂ vào dung dịch axit H₂S dung dịch bị vẩn đục màu vàng. SO₂ đã oxi hóa H₂S thành S

SO₂ + 2H₂S → 3S + 2H₂O    

III. ỨNG DỤNG VÀ ĐIỀU CHẾ LƯU HUỲNH ĐIOXIT  

1. Ứng dụng 

- Lưu huỳnh đioxit dùng để sản xuất H₂SO₄ trong công nghiệp làm chất trắng và bột giấy, chất chống nấm mốc lương thực phẩm... 

2. Điều chế lưu huỳnh đioxit

Trong phòng thí nghiệm, SO₂ được điều chế bằng cách đun nóng dung dịch axit H₂SO₄ với muối Na₂SO₃ tinh thể.

     Na₂SO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + SO₂↑

Thu SO₂ vào bình bằng cách đẩy không khí.

- Trong công nghiệp, SO₂ được điều chế bằng cách:

+ Đốt cháy lưu huỳnh.

+ Đốt quặng sunfua kim loại, như pirit sắt  (FeS₂):  4FeS₂ + 11O₂ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ 2Fe₂O₃ + 8SO₂↑

B. LƯU HUỲNH TRIOXIT

I. TÍNH CHẤT

- Lưu huỳnh trioxit (SO₃) là chất lỏng không màu tan vô hạn trong nước và trong axit sunfuric

- SO₃ là oxit axit, tác dụng rất mạnh với nước tạo ra axit sunfuric:

SO₃ + H₂O → H₂SO₄ 

- Lưu huỳnh trioxit tác dụng với dung dịch bazơ và oxit bazơ tạo ra muối sunfat 

II. ỨNG DỤNG VÀ SẢN XUẤT

- Lưu huỳnh trioxit ít có ứng dụng trong thực tế, nhưng lại là sản phẩm trung gian để sản xuất axit sunfuric.

- Trong công nghiệp người ta sản xuất lưu huỳnh trioxit bằng cách oxi hóa lưu huỳnh đioxit

4FeS₂ + 11O₂ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ 2Fe₂O₃ + 8SO₂

2SO₂ + O₂ \(\xrightarrow{{{V}_{2}}{{O}_{5}},{{t}^{o}}}\) 2SO₃

Bài viết gợi ý: